厌氧消化运行影响因素分析
养殖小区粪便沼气处理厌氧反应器

( 四) 试验方案。温度、C / N 比与 HRT 三因素对消化系 统有重要影响。本试验利用正交试验确定各因素的影响程 度,每个因素取三个水平,见表 1。
大 学 生 科 技 创 新 的 现 状 、问 题 及 对 策 研 究
□崔 源 李雪琪 王文涛
【摘 要】培养大学生的科技创新能力是高校教育的重要环节,也是整个社会可持续发展的基础。本文从大学生科技创新的现 状入手,分析了大学生科技创新活动中存在的问题,并提出了优化大学生科技创新活动的对策。
【关键词】大学生; 科技创新; 创新能力 【基金项目】本文为常州大学怀德学院教育研究课题( 编号: 2011HDJY14) 。 【作者简介】崔源( 1984. 9 ~ ) ,男,江苏东台人,常州大学怀德学院助教,硕士; 研究方向: 大学教育、行政管理
反而呈下降趋势。 ( 二) 传统的实践教育制约了大学生科技创新能力的发
【关键词】厌氧消化; 养殖粪污; 正交试验 【作者单位】侯广宁,河北嘉诚环境工程有限公司
随着畜禽产品市场需求日益扩大,越来越多的规模化、集 约化饲养场蓬勃发展起来,但随之也带来了集约化养殖场畜 禽粪便排放量急剧增长的问题。据统计,近 80% 的集约化养 殖场集中分布在大中城市周围,大量排放的粪便污水日积月 累在各大城市周边形成了庞大的污染源,所以畜禽粪便的处 理及资源化利用问题,已经是刻不容缓。厌氧反应器单元是 畜禽粪便综合利用工程的关键,厌氧反应器工艺设计参数的 选择是否恰当直接影响畜禽粪便的处理效果、沼气产量和运 行管理。本文结合某中小规模养殖企业的实际,采用 USR 厌 氧反应器,通过正交试验对其畜禽粪便处理参数进行优化。
有机固体废物厌氧消化技术现状研究及前景分析

有机固体废物厌氧消化技术现状研究及前景分析摘要:厌氧消化技术是有机固体废物处理与资源化的重要渠道之一,能够通过微生物的三阶段厌氧分解,将废物中的大分子有机物降解为小分子物质,并产生可提供能源的沼气。
该技术可按固体浓度大小被分为低固体厌氧消化技术和高固体厌氧消化技术,前者应用范围广,但费用昂贵,后者的广泛运用受技术限制,但能产生可观的经济效益。
总体而言,在妥善解决固体废物的处置与管理问题后,厌氧消化技术可以有效地提高物质的回收利用率,前景广阔。
关键词:厌氧消化技术;有机固体废物;原理与工艺;现状;前景Reearch on Anaerobic Digetion Technology of Organic S olid Wateand Propect AnalyiLi RuyiSchool of Environment Tinghua Univerity Beijing 100084 Keyword:Anaerobic digetion technology;organic olid wate; principle and technology; the tatu quo; propect1 绪论有机废物厌氧消化处理技术历史悠久[1],人们在早期利用禽畜粪便和农业废物厌氧发酵,释放甲烷用于产生热能。
20世纪中叶,全球对一次能源的需求量激增,煤、石油、天然气等化石能源的价格疯长。
为解决供应问题,许多国家开始寻找新的替代能源,这使得厌氧消化处理有机废物的优势越发突出[2],需要重点关注厌氧消化技术的原理、工艺流程和技术方案以及评估其效益和应用前景。
2 厌氧消化原理厌氧消化过程就是在一定的厌氧条件下,有机物质被微生物分解,将碳素物质转化为两种温室气体——二氧化碳和甲烷的过程。
在这个过程中,底物的大部分能量仍然以有机物的形式储存在沼气中,只有一小部分的碳素氧化成了二氧化碳[3],微生物借此发酵过程获得生命活动所必需的物质和能量。
UASB启动和运行过程中各影响因素分析

获 得广 泛应 用 , UAS B厌 氧 反应器 技 术对废 水 生物 处理 具有 划 时代 的意义 . 虽 然废 水厌 氧 生物处 理 技术具 有 上述 优点 , 同时 也存 在一 些缺 点 , 启 动时 间长 , 但 如 运行 管理 复杂 , 去 除有机 物不 彻底 等 [. 3 一般 情 况下 , ] 占厌 氧微 生 物 代谢 产 物 9 的 甲烷 中蕴 含 着 大量 不 能 被微 生 物 利 用 0
An An l ss o fc i g Fa t r n t e S a tUp a e a i n o ay i fAf e tn co s i h t r- nd Op r to fUAS B
L n , IMe g CHE i u , I u - n NG L— a B e u h X j
好 氧工 艺难 以降解 的有 机污 染物 等优 点. 尤其 荷 兰 W a e ig n农业 大学 的 G.L tig 等 人 开发 的 升流 g nn e et a n 式 厌氧 污 泥床反 应 器 ( -lw a rbcSu g e , 称 UAS ) 大 地提 高 了厌 氧 反 应处 理 效 率 , Upf An eo i ld eB d 简 o B极 并
第 3 2卷第 6 期
V0. 2No 6 2 1 I3 . 0 1
青 岛 理 工 大 学 学 报
J u n l fQig a c n lgc l ie s y o r a o n d oTe h oo i v ri a Un t
UAS B启 动 和 运 行 过 程 中 各 影 响 因 素 分 析
l u Y s mm a ie nt i p p r rz d i h s a e .Th fe t fdfe e t n l e ta a t r ,s c s eefc so ifr n f n il c o s u h a ,wa e u l i u f trq ai — t y,tm p r t r ,p ,ak l i e ea u e H lai t n y,ifu n d s a e e ai n r t n o to o dto s n le tmo e ,g sg n r t ae a d c n r lc n iin o
污泥消化问题分析和解决方法

污泥消化问题分析和解决方法一、污泥消化名词解释污泥消化是利用微生物的代谢作用,使污泥中的有机物质稳定化。
当污泥中的挥发性固体 VSS 含量降到 40% 以下时,即可认为已达到稳定化。
污泥消化可以采用好氧处理工艺,也可以采用厌氧处理工艺。
二、污泥的好氧消化污泥的好氧消化是在不投加有机物的条件下,对污泥进行长时间的曝气,使污泥中的微生物处于内源呼吸阶段进行自身氧化。
好氧消化可以使污泥中的可生物降解部分(约占污泥总量的80%)被氧化去除,消化程度高、剩余污泥量少,处理后的污泥容易脱水。
好氧消化比厌氧消化所需时间要少得多,在常温下水力停留时间为10-12d,主要用于污泥产量少的场合。
一般鼓风量为4.2-16.8m³/(㎡·h)、污泥负荷为0.04-0.05kgBOD5/(kgMLSS·d),BOD5去除率约50%。
三、污泥好氧消化特点和种类1)好氧消化上清液BOD5、SS、CODcr和氨氮等浓度较低,消化污泥量少、无臭味、容易脱水,处置方便简单。
好样消化池构造简单、容易管理、没有甲烷爆炸的危险。
2)不能回收利用沼气能源,运行费用高,能耗大,消化后的污泥进行重力浓缩时。
因为好氧消化不采取加热措施,所以污泥有机物分解程度随温度波动大。
好氧消化有普通好氧消化和高温好氧消化两种。
普通好氧消化与活性污泥法相似,主要靠延时曝气来减少污泥的数量。
高温好氧消化利用微生物氧化有机物时所释放的热量对污泥进行加热,将污泥温度升高到40-70℃,达到在高温条件下对污泥进行消化的目的。
与普通好氧消化相比,高温好氧消化反应更快,停留时间更短,而且几乎可以杀死所有病原体,不需要进一步消毒处理。
高温好氧消化可以在大多数自然气候条件下,利用自身活动产生的热量达到高温条件,不需要外加热源,只要对消化池加盖保温即可。
四、厌氧消化内容和高浓度废水厌氧处理区别污泥的厌氧消化是利用厌氧微生物经过水解、酸化、产甲烷等过程,将污泥中的大部分固体有机物水解、液化后并最终分解掉的过程。
餐厨垃圾厌氧发酵影响因素及产物分析2

餐厨垃圾厌氧发酵影响因素及产物分析杨林海(兰州理工大学,甘肃兰州 730000)摘要:对城市餐厨垃圾进行了厌氧发酵实验,探讨了活性污泥来源、基质来源、盐分、以及基质粒度等因素对餐厨垃圾厌氧发酵的影响。
实验结果表明:化粪池污泥接种餐厨垃圾厌氧发酵产气效果明显;当碳氮比在30左右时产气量增加趋于平稳;钠盐浓度大于5g/L的基质对餐厨垃圾厌氧发酵有抑制作用,钠盐浓度小于5g/L的基质对餐厨垃圾厌氧发酵有促进作用;减小基质的颗粒粒度可以加快厌氧发酵产气速度,缩短发酵时间,提高垃圾的减量化。
此外,在餐厨垃圾厌氧堆肥发酵过程中,pH一般会降低。
关键词:餐厨垃圾;厌氧发酵;影响因素The influence factors of food waste anaerobic digestion and product analysisYang lin-hai(Lanzhou university of technology ,Lanzhou Gansu 730000,China)Abstract:In the experiments of city food waste anaerobic digestion.. The effects of sources of activated sludge, sources of food waste, salinity, and matrix size, on anaerobic digestion were discussed in detail. The results showed that the gas anaerobic fermentation is obvious effect using the septic tank sludge;when C/N in about 30 than gas production tend to be stable; the salinity more than 5g/L can inhibit anaerobic fermentation, opposite the salinity less than 5g/L can promote anaerobic fermentation ; reduce the size of matrix can accelerate gas velocity and shortens fermentation time; In the actual, the pH generally can be decreased.Key words: food waste;anaerobic fermentation;influence factors餐厨垃圾俗称泔水,是指宾馆、饭店、餐馆和机关、院校、企事业单位在食品加工、餐饮服务、单位供餐等活动过程中产生的废弃物。
餐厨垃圾处理项目厌氧系统现状分析及解决方案

**餐厨垃圾项目厌氧系统现状分析报告一、厌氧系统现状**餐厨垃圾项目项目水解酸化罐指标表现为pH值4.0左右,温度57℃,挥发酸含量1000mg/L;厌氧罐指标表现为pH值降低,由8.04降至7.78,;挥发酸含量由升高,由1080mg/L逐步升至1900mg/L,且在降低厌氧进料量后挥发酸无明显降低;酸碱比由0.1升至0.22;吨进料产气由60m³降至53m³;11月7日和11月15日送沼科所化验的厌氧系统数据显示丙酸含量有上升趋势。
二、原因分析1、水解酸化效果差水解罐pH值过低,抑制了水解酸化菌的水解酸化作用,导致大量大分子有机物进入厌氧系统进行酸化作用,造成厌氧系统挥发酸增长,pH值降低。
水解罐温度过高,造成消化系统中氢分压的提高, 间接造成丙酸的累积, 同时阻碍了产生氢气的丁酸型产酸发酵过程。
2、系统受到负荷冲击11月1日至11月6日期间,厌氧控制系统由于CPU问题导致系统频繁故障,影响厌氧系统按时进料和总进料量,进料量波动较大;在排除CPU故障后,厌氧进料量提量过快,在5天内从186m³提至270m ³,对系统稳定性产生冲击。
3、系统受到丙酸抑制由于餐厨垃圾中微量元素含量极少,伴随进料、出料,系统内微量元素含量不断下降,同时在较高负荷下运行,限制了氢营养型甲烷菌和甲烷八叠球菌属的生长和代谢,甲烷产量最先受到系统失衡影响,对系统失衡的敏感度和预警有效性优于 VFA 浓度的变化。
甲烷鬃菌属取代甲烷八叠球菌属成为优势甲烷菌属,而氢营养型甲烷菌消失殆尽,同时产甲烷菌群落多样性显著下降,导致产甲烷菌群落功能下降,H2/CO2 产甲烷途径被阻断,氢分压上升引发对丙酸代谢的反馈抑制,导致丙酸累积。
三、解决方案1、调节水解罐pH值与温度水解酸化菌最适环境pH值为5.5-6.5,可通过提高沼液回流比的方式或投碱进行调节。
目前沼液回流量为20m³/d,回流比为9%,受水解罐液位高度影响,回流量有限,投碱最为直接,间歇投碱保证pH值一周后可使pH值维持在5.5-6.5之间。
污泥中温厌氧消化氨抑制探讨

石 家 庄 桥 东 污 水 处 理 厂 污 泥 处 理 为 中 温厌 氧 消 高 甲烷 菌 的耐 受程 度 变化 规律 尚无定 论 . C . G a l l e r t I ] 等 化, 反 应器 为 6座 卵形 消 化池 。 单 池容 积 1 1 5 0 0m , 污 证 明 了高 温 状态 下 系 统 对 N H 可 耐 受 的 质量 浓 度 至 泥液正 常运行 温度 为 ( 3 5 + 2 ) o C , 水力 停 留时 间为 2 0 d , 少 为 中温 的 2倍 : 同时 资 料l 6 l 显 示 在 高 质 量浓 度 氨 的 系统 采用 机 械搅 拌和 套管 式加 热 器加 热 。 运 行 过程 中 环 境 内操 作 。温 度从 6 0 降至 3 7℃可 减轻 N H 的抑
Li u Ch a o
厌 氧 消化 是 当前 废 物处 理 的 常见 工 艺 . 包 括 有机 菌 的 活性 会 受到 严 重抑 制 , 系 统稳 定性 和产 气 能力 开
废 物 在 厌 氧微 生 物作 用 下 的降 解 及稳 定 化l 1 l , 同 时伴 始 下降 。 蒋建 国 等证 明该 限值 在 l 7 0 0 mg / L左 右 。 其 随着 生物 气 的产 生 和 生物 量 的增 大 , 并 具有 低 剩 余 污 机 理 为 游 离 氨 可 自由透 过 细胞 膜 而 成 为微 生 物 降解 泥 产量 、 低 能耗 和可 回收 能源等优 点 。 但 往往 由于废水 的抑制 因素 , 而厌 氧系 统 内 4种类 型 厌 氧 菌群 中产 甲 水 质 不稳 定 , 存在氨 、 硫化物 、 金 属元 素 等 大量 抑 制性 烷 菌 ( MP B) 最 易被抑 制 1 。当系统 内 N H 4 + 一 N 的质 量浓 物质, 会 抑制厌 氧 消化 过程甚 至 导致反 应器 运行 失败 。 度 达到 在 4 0 5 1 ~5 7 3 4 mg / L范 围时 , 颗 粒 污 泥 中产 酸 笔 者 结 合 石 家 庄 桥 东 污 水 处 理 厂 某 中温厌 氧 消 化 池 菌 几乎 不受影 响 , 而 MP B的失 活率 高达 5 6 . 5%l 4 l 。
厌氧动态膜生物反应器中动态膜形成及其运行周期的影响因素分析

1.2.4 动态膜运行周期的确定
动态膜从滤饼层形成到堵塞的过程称为动态膜过滤的一个运行周期,根据运行周期内的 TMP 变化规律及对颗粒物的截留效果,可将其分为 3 个阶段:形成期、稳定发展期以及堵塞期[8-9]。运行 初期 TMP 较短时间内迅速上升,出水浊度快速下降,这一阶段为动态膜形成期。之后 TMP 和出水 浊度趋于稳定,并持续较长的一段时间,这一阶段为稳定发展期。当运行一段时间后,TMP 出现陡 升,说明动态膜已产生较严重的堵塞,这一阶段为堵塞期。当 TMP 继续快速升高,至出水浊度增大, 此时动态膜出现破损。
1409
BT100-2J)控制流量,反应器循环由蠕动泵(格兰蠕动泵 BT100-2J)控制流速。跨膜压差(TMP)由 传感器(伊莱科 ELE801)测量并由无纸记录仪(天信仪表 TXR2003E)记录。反应器设置布水管,位 于不锈钢网组件正下方。
环 境 工 程 学 报 通量/(L·(m2·h)-1)版 权 所 有
回
水箱
流
进水
MLSS 采用《水和废水监测分析方法(第 4 版)》
中的检测方法进行测定。浊度采用便携式浊度仪
图 1 厌氧动态膜生物反应器装置示意图
(HACH 2100Q)测定。 1.2.2 EPS 的提取
Fig. 1100Diagram of anaerobic dynamic membrane bioreac1to2r
报
与膜孔径的关系[7] 一致。后续实验将在低于临界通量的次临界通量下运行。
学
2.2 动态膜形成及运行周期影响因素分析 2.2.1 不锈钢网孔径的影响
不锈钢网组件投入运行后 TMP 及出水浊度的变化宏观上反应了动态膜形成过程及运行周期的 长短。在运行通量均为 32 L(· m2·h)-1,MLSS 为 3 680 mg·L-1 的条件下,不同孔径不锈钢网组件的出水 浊度变化及运行周期如图 3 所示。由图 3 可见,300 目不锈钢网在运行 2 h 后,出水浊度下降至5 NTU, TMP 缓慢上升,判断该阶段为动态膜形成阶段;2~4 h,不锈钢网的 TMP 和浊度保持稳定,判断该
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4厌氧消化运行影响因素分析
产甲烷反应是厌氧消化过程的控制阶段,因此,一般来说,在讨论厌氧生物处理的影响因素时主要讨论影响产甲烷菌的各项因素;主要影响因素有:温度、pH值、氧化还原电位、营养物质、有机负荷率(F/M比)、有毒物质等等。
1).温度因素:
温度对厌氧微生物的影响尤为显著,厌氧消化中的微生物对温度的变化非常敏感(一天内的变化范围在1.5~2℃以内为宜),温度的突然变化,对甲烷产量有明显影响,温度突变超过一定范围时,则会停止产气。
厌氧细菌可分为嗜温菌(中温菌)、嗜热菌(或高温菌);相应地,厌氧消化分为:常温消化(10~30℃)、中温消化(33~35℃)和高温消化(50~55℃);高温消化的反应速率约为中温消化的1.5~1.9倍,产气率也相对较高,但气体中甲烷含量较低;当处理含有病原菌和寄生虫卵的废水或污泥时,高温消化可取得较好的卫生效果,消化后污泥的脱水性能也较好;随着新型厌氧反应器的开发研究和应用,温度对厌氧消化的影响不再非常重要(新型反应器内的生物量很大),因此可以在常温条件下(20~25℃)进行,以节省能量和运行费用。
2). pH值和碱度:
pH值是厌氧消化过程中的最重要的影响因素,pH值的变化直接影响着消化过程和消化产物;重要原因:产甲烷菌对pH值的变化非常敏感,一般认为,其最适pH值范围为6.8~7.2,当pH<6.5或pH>8.2时,产甲烷菌会受到严重抑制,而进一步导致整个厌氧消化过程的恶化。
厌氧体系中的pH值受多种因素的影响:进水pH值、进水水质(有机物浓度、有机物种类等)、生化反应、酸碱平衡、气固液相间的溶解平衡等;厌氧体系是一个pH值的缓冲体系,主要由碳酸盐体系所控制;一般来说:系统中脂肪酸含量的增加(累积),将消耗,使pH下降;但产甲烷菌的作用不但可以消耗脂肪酸,而且还会产生,使系统的pH值回升。
一般通过控制碱度来控制pH值,通常碱度控制在2500~5000mgCaCO3/L比较合适,
3).氧化还原电位(ORP或Eh):
产甲烷菌是专性厌氧菌,氧对产甲烷菌有毒害作用,因此必须创造厌氧的条件。
厌氧环境,主要以体系中的氧化还原电位来反映,一般控制在Eh为-300mV左右。
高温厌氧消化系统适宜的氧化还原电位为-500~-600mV;
中温厌氧消化系统及浮动温度厌氧消化系统要求的氧化还原电位应低于-300~-380mV。
产酸细菌对氧化还原电位的要求不甚严格,甚至可在+100~-100mV的兼性条件下生长繁殖;产甲烷菌的最适氧化还原电位为-150~ -400mv,培养产甲烷菌的初期,氧化还原电位不能高于-330mv。
4).有机负荷率(F/M比):
厌氧生物处理的有机物负荷较好氧生物处理更高,一般可达5~10kgCOD/m3.d,甚至可达50~80kgCOD/m3.d;无传氧的限制;可以积聚更高的生物量。
产酸阶段的反应速率远高于产甲烷阶段,因此必须十分谨慎地选择有机负荷;高的有机容积负荷的前提是高的生物量,而相应较低的污泥负荷;高的有机容积负荷可以缩短HRT,减少反应器容积。
5).营养与C/N比:
厌氧消化原料在厌氧消化过程中既是产生沼气的基质,又是厌氧消化微生物赖以生长、繁殖的营养物质。
这些营养物质中最重要的是碳素和氨素两种营养物质,厌氧发酵原料的
C/N比以(20~30):1为宜。
原料C/N比过高,碳素多,氮素养料相对缺乏,系统的缓冲能力低,pH易降低,细菌和其他微生物的生长繁殖受到限制,有机物的分解速度就慢、发酵过程就长。
若C/N比过低,可供消耗的碳素少,氮素养料相对过剩,则容易造成系统中氨氮浓度过高,出现氨中毒,会抑制消化过程。
厌氧微生物对N、P等营养物质的要求略低于好氧微生物,其要求COD:N:P=200:5:1;多数厌氧菌不具有合成某些必要的维生素或氨基酸的功能,所以有时需要投加:①K、Na、Ca等金属盐类;②微量元素Ni、Co、Mo、Fe等;③有机微量物质:酵母浸出膏、生物素、维生素等。
6).有毒物质:
挥发性脂肪酸(VFA)是消化原料酸性消化的产物,同时也是甲烷菌的生长代谢的基质。
一定的挥发性脂肪酸浓度是保证系统正常运行的必要条件,但过高的VFA会抑制甲烷菌的生长,从而破坏消化过程。
有许多化学物质能抑制厌氧消化过程中微生物的生命活动,这类物质被称为抑制剂。
抑制剂的种类也很多,包括部分气态物质、重金属离子、酸类、醇类、苯、氰化物及去垢剂等。
常见的抑制性物质有:硫化物、氨氮、重金属、氰化物及某些有机物等:
7). 氨氮:
厌氧消化过程中,氮的平衡是非常重要的因素。
消化系统中的由于细胞的增殖很少,故只有很少的氮转化为细胞,大部分可生物降解的氮都转化为消化液中的氨氮,因此消化液中氨氮的浓度都高于进料中氨氮的浓度。
实验研究表明,氨氮对厌氧消化过程有较强的毒性或抑制性,氨氮以NH4+及NH3等形式存在于消化液中,NH3对产甲烷菌的活性有比NH4+更强的抑制能力。
8). 搅拌和混合:
搅拌可使消化物料分布均匀,增加微生物与物料的接触,并使消化产物及时分离,从而提高消化效率、增加产气量。
同时,对消化池进行搅拌,可使池内温度均匀,加快消化速度,提高产气量。
搅拌方法包括气体搅拌、机械搅拌、泵循环等。
气体搅拌是将消化池产生的沼气,加压后从池底部冲入,利用产生的气流,达到搅拌的目的。
机械搅拌适合于小的消化池,液搅拌和气搅拌适合于大、中型的沼气工程。
9). 接种物:
厌氧发酵中细菌数量和种群会直接影响细菌甲烷的产生。
不同来源的厌氧发酵物种对产气量有不同的影响,添加接种物可有效提高消化液中微生物的种类和数量,从而提高反应器的消化处理能力和产气量。
在开始发酵时,一般要求菌种量达到料液量的5%以上。